DE102008064400A1 - Microwave examination with a contrast medium - Google Patents

Microwave examination with a contrast medium

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DE102008064400A1
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René Dr. Krupka
Martin Dr. Leibfritz
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Abstract

Eine Vorrichtung zur Untersuchung eines Objekts nutzt einen Mikrowellensender (2), einen Mikrowellenempfänger (3), eine Steuerungseinrichtung (4) und ein Kontrastmittel. An apparatus for examination of an object using a microwave transmitter (2), a microwave receiver (3), a control device (4) and a contrast agent. Der Mikrowellensender (2) und der Mikrowellenempfänger (3) werden von der Steuerungseinrichtung (4) gesteuert. The microwave transmitter (2) and the microwave receiver (3) are controlled by the control device (4). Die folgenden Schritte werden durchgeführt: The following steps are performed:
- Einbringen des Kontrastmittels in das zu untersuchende Objekt; - introduction of the contrast agent into the object to be examined;
- Senden eines Mikrowellensignals in das zu untersuchende Objekt durch den Mikrowellensender (3); - transmitting a microwave signal in the examined object by the microwave transmitter (3);
- Streuen des Mikrowellensignals durch das zu untersuchende Objekt und durch das Kontrastmittel, und - Sprinkle the microwave signal through the examined object and by the contrast medium, and
- Empfangen des gestreuten Mikrowellensignals durch den Mikrowellenempfänger. - receiving the scattered microwave signal by the microwave receiver.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Messvorrichtung, ein Kontrastmittel und die Verwendung eines Kontrastmittels zur mikrowellenbasierten Untersuchung. The invention relates to a method, a measuring device, a contrast agent and the use of a contrast agent for microwave-based investigation.
  • Dielektrizitätskonstanten von zu untersuchenden Objekten, insbesondere lebendigem Gewebe, sind zum Teil sehr homogen. Dielectric constant to be examined objects, especially living tissue, are very homogeneous part. Zuverlässige Ergebnisse, welche kontrastreich dargestellt werden können, sind mit herkömmlichen mikrowellenbasierten Untersuchungen nicht immer erreichbar. Reliable results which can be displayed contrast, are not always achievable with conventional microwave-based studies.
  • Alternativ werden Magnetresonanztomographien angefertigt. Alternatively, magnetic resonance images are produced. Mit Hilfe von Kontrastmitteln werden genauere Ergebnisse erzielt. With the help of contrast agents more accurate results. Die Anfertigung von Magnetresonanztomographien erfordert jedoch einen hohen Aufwand. However, the production of magnetic resonance tomography requires a high level. Weiterhin ist eine solche Untersuchung bei Intensivstationspatienten nur erschwert möglich. Furthermore, such a study in ICU patients is possible only with difficulty.
  • So zeigt die So shows DE 44 33 572 A1 DE 44 33 572 A1 die Anwendung von Gadolinium-Diethylentriaminopentaacetat (Gd-DTPA) als Kontrastmittel bei Magnetresonanzuntersuchungen. the use of gadolinium Diethylentriaminopentaacetat (Gd-DTPA) as a contrast agent for magnetic resonance examinations.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Messvorrichtung, eine Verwendung, ein Kontrastmittel und ein Verfahren zur Untersuchung von Objekten zu schaffen, welche eine belastungsarme, genaue Untersuchung ermöglichen, und lediglich geringen Aufwand erfordern. the object of providing a measuring device, a use a contrast agent and a method for examining objects of the invention is to create, which allow low-stress, scrutiny, and require only minor effort.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für die Vorrichtung durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1, für die Verwendung durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 4, für das Kontrastmittel durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 10 und für das Verfahren durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 15 gelöst. The object is achieved for the apparatus by the features of independent claim 1, for use by the features of independent claim 4, for the contrast agent by the features of independent claim 10 and for the method by the features of independent claim 15. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche. Advantageous developments are the subject matter of the related dependent claims.
  • Eine erfindungsgemäße Messvorrichtung beinhaltet einen Mikrowellensender, einen Mikrowellenempfänger, eine Steuerungseinrichtung, ein Kontrastmittel, und einen Elektromagneten. A measuring device according to the invention includes a microwave transmitter, a microwave receiver, a controller, a contrast agent and an electromagnet. Die Steuerungseinrichtung steuert den Mikrowellensender, den Mikrowellenempfänger und den Elektromagneten. The controller controls the microwave transmitter, the microwave receiver and the electromagnet. Das Kontrastmittel ist in ein zu untersuchendes Objekt eingebracht. The contrast agent is introduced into a subject to be examined object. Der Elektromagnet beaufschlagt das zu untersuchende Objekt mit einem Magnetfeld. The electromagnet acts upon the object to be examined with a magnetic field. Das Kontrastmittel ändert in Abhängigkeit der Feldstärke des Magnetfelds seine Polarisationseigenschaften. The contrast agent will change its polarization characteristics as a function of the field strength of the magnetic field. Der Mikrowellensender sendet ein Mikrowellensignal in das zu untersuchende Objekt. The microwave transmitter sends a microwave signal into the object to be examined. Das zu untersuchende Objekt und das Kontrastmittel streuen das Mikrowellensignal. The examined object and the contrast agent scatter the microwave signal. Das Kontrastmittel verändert eine Polarisation des Mikrowellensignals. The contrast agent changes a polarization of the microwave signal. Der Mikrowellenempfänger empfängt das gestreute und in seiner Polarisation veränderte Mikrowellensignal. The microwave receiver receives the scattered and changing in its polarization microwave signal. So kann mit geringem Aufwand eine belastungsarme Untersuchung des Objekts durchgeführt werden. Thus, a low-stress analysis of the object can be carried out with little effort.
  • Der Mikrowellensender und/oder der Mikrowellenempfänger fokussieren bevorzugt nacheinander auf mehrere Orte innerhalb des zu untersuchenden Objekts. The microwave transmitter and / or the microwave receiver focus preferred to highlight multiple locations within the object to be examined. So ist eine hohe Ortsauflösung erreichbar. Thus, a high spatial resolution can be reached.
  • Die Steuerungseinrichtung bestimmt bevorzugt aus dem empfangenen Mikrowellensignal eine Mikrowellentomographie. The control means preferably determines from the received microwave signal, a microwave tomography. So wird eine detaillierte dreidimensionale Abbildung erzielt. So a detailed three-dimensional image is achieved.
  • Erfindungsgemäß wird ein Kontrastmittel in der mikrowellenbasierten Untersuchung eines Objekts verwendet. According to the invention a contrast agent is used in the microwave-based examination of an object. Das Kontrastmittel wird in das zu untersuchende Objekt eingebracht. The contrast agent is introduced into the object to be examined. Das Kontrastmittel weist gegenüber seiner Umgebung in dem zu untersuchenden Objekt eine abweichende Permittivität und/oder Leitfähigkeit und/oder Polarisationswirkung auf. The contrast agent has against its environment in which to object under a different permittivity and / or conductivity and / or polarization effect. So wird eine Erhöhung der Genauigkeit der mikrowellenbasierten Untersuchung erreicht. So an increase in the accuracy of the microwave-based investigation is achieved.
  • Das Kontrastmittel beinhaltet bevorzugt ein paramagnetisches Metall-Ion, bevorzugt ein Gadolinium-Ion (Gd 3 + ) oder ein Eisen-Ion (Fe 3 + ) oder ein Aluminium-Ion (Al 3 + ) oder ein Technetium-Ion (Tc 3 + ). The contrast agent preferably contains a paramagnetic metal ion, preferably a Gadolinium ion (Gd 3+) or ferrous ion (Fe 3+) or aluminum ion (Al 3+) or a technetium ion (Tc 3 +) , So kann eine besonders starke Erhöhung der Genauigkeit erreicht werden. Thus a particularly strong increase in accuracy can be achieved. Obwohl der Einsatz von Technetium-Ionen eine starke Erhöhung der Genauigkeit erbringt, ist nachteilhaft, dass Technetium leicht radioaktiv ist und somit eine Strahlenbelastung in dem zu untersuchenden Objekt hervorruft. Although the use of technetium ions provides a large increase in accuracy is disadvantageous that technetium is slightly radioactive and thus causes a radiation in the object to be examined. Vor einem Einsatz von Technetium ist somit eine Kosten-Nutzen-Abwägung durchzuführen. Prior to the use of technetium a cost-benefit analysis thus be carried out.
  • Das Kontrastmittel enthält bevorzugt eine Komplexbindung. The contrast agent preferably contains a complex bond. So kann eine sehr stabile Struktur des Kontrastmittels erreicht werden. So a very stable structure of the contrast agent can be achieved. Insbesondere eine hohe Biokompatibilität wird so erreicht. In particular, a high biocompatibility is achieved that.
  • Vorteilhafterweise beinhaltet das Kontrastmittel Gadolinium und/oder eine Gadolinium-Verbindung und/oder Gadolinium-Diethylentriaminopentaacetat (Gd-DTPA). Advantageously, the contrast agent includes gadolinium and / or a gadolinium compound and / or gadolinium Diethylentriaminopentaacetat (Gd-DTPA). So sind einfach verfügbare Kontrastmittel einsetzbar. So readily available contrast agents are used.
  • Die polarisierende Wirkung des Kontrastmittels wird bevorzugt von einem angelegten Magnetfeld verstärkt oder abgeschwächt. The polarizing effect of the contrast agent is preferably increased or decreased by an applied magnetic field. So können polarisierende Wirkungen des zu untersuchenden Objekts ausgeglichen werden. So polarizing effects of the examined object can be compensated.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Untersuchung eines Objekts nutzt einen Mikrowellensender, einen Mikrowellenempfänger, eine Steuerungseinrichtung und ein Kontrastmittel. An inventive method for examining an object using a microwave transmitter, a microwave receiver, a controller and a contrast agent. Der Mikrowellensender und der Mikrowellenempfänger werden von der Steuerungseinrichtung gesteuert. The microwave transmitter and the microwave receiver are controlled by the control device. Die folgenden Schritte werden durchgeführt. The following steps are performed.
    • – Einbringen des Kontrastmittels in das zu untersuchende Objekt; - introduction of the contrast agent into the object to be examined;
    • – Senden eines Mikrowellensignals in das zu untersuchende Objekt; - transmitting a microwave signal into the object to be examined;
    • – Streuen des Mikrowellensignals durch das zu untersuchende Objekt und durch das Kontrastmittel, und - Sprinkle the microwave signal through the examined object and by the contrast medium, and
    • – Empfangen des gestreuten Mikrowellensignals durch den Mikrowellenempfänger. - receiving the scattered microwave signal by the microwave receiver. So ist eine hohe Genauigkeit der Untersuchung bei geringer Belastung des Untersuchungsobjekts möglich. Thus, a high accuracy of the investigation at low load of the object is possible.
  • Das zu untersuchende Objekt ist bevorzugt ein Gewebe eines Patienten. The examined object is preferably a tissue of a patient. Das Kontrastmittel wird bevorzugt injiziert oder geschluckt. The contrast agent is preferably injected or swallowed. Das Kontrastmittel reichert sich bevorzugt in bestimmten Bereichen des Gewebes an. The contrast agent accumulates preferentially in certain areas of the fabric. Die bestimmten Bereiche des Gewebes sind bevorzugt Tumoren. The specific areas of tissue are preferred tumors. So ist eine hochgenaue Untersuchung und Detektion von Tumoren möglich. Thus, a high-precision assay and detection of tumors is possible.
  • Bevorzugt wird ein externes Magnetfeld angelegt. an external magnetic field is preferably applied. Das externe Magnetfeld verstärkt oder schwächt eine polarisierende Wirkung des Kontrastmittels. The external magnetic field enhances or weakens a polarizing effect of the contrast agent. So ist eine weitere Erhöhung des Kontrasts und damit der Messgenauigkeit möglich. Thus a further increase the contrast and thus the measuring accuracy.
  • Das externe Magnetfeld nimmt bevorzugt während der Untersuchung nacheinander zumindest zwei unterschiedliche Feldstärken an. The external magnetic field preferably decreases during the investigation of succession at least two different field strengths. So kann eine Vergleichsmessung durchgeführt werden. As a comparative measurement can be performed. Polarisierende Effekte des Gewebes können so eliminiert werden. Polarizing effects of the tissue can thus be eliminated.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, beispielhaft beschrieben. The invention with reference to the drawing in which an advantageous embodiment of the invention is illustrated, is described by way of example. In der Zeichnung zeigen: In the drawing:
  • 1 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messvorrichtung; An embodiment of the measuring device according to the invention;
  • 2 2 die Strukturformel eines beispielhaften Kontrastmittels, und the structural formula of an exemplary contrast agent, and
  • 3 3 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. a flow diagram of an embodiment of the inventive method.
  • Zunächst wird anhand der First, on the basis of 1 1 der Aufbau und die Funktionsweise der Messvorrichtung erläutert. the structure and operation of the measuring device explained. Mittels through 2 2 wird der Aufbau eines beispielhaften Kontrastmittels dargestellt. the structure of an exemplary contrast agent is shown. Abschließend wird anhand der Finally, on the basis of 3 3 die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. demonstrated the functioning of the method according to the invention. Identische Elemente wurden in ähnlichen Abbildungen zum Teil nicht wiederholt dargestellt und beschrieben. Identical elements has not been repeated in similar drawings and described part.
  • 1 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messvorrichtung. shows an embodiment of the inventive measuring device. Ein Patient A patient 1 1 liegt auf einer Patientenauflage lies on a patient support 7 7 . , Neben dem Patienten In addition to the patient 1 1 sind Elektromagneten are electromagnets 8 8th angeordnet. arranged. Unterhalb des Patienten Below the patient 1 1 ist ein Gehäuse a housing 5 5 angeordnet. arranged. Das Gehäuse the housing 5 5 beinhaltet einen Mikrowellensender includes a microwave transmitter 2 2 , einen Mikrowellenempfänger , A microwave receiver 3 3 , ein Antennenarray , An antenna array 6 6 und eine Steuerungseinrichtung and a control device 4 4 . , Der Mikrowellensender The microwave transmitter 2 2 und den Mikrowellenempfänger and the microwave receiver 3 3 sind dabei jeweils mit dem Antennenarray are respectively connected to the antenna array 6 6 und der Steuerungseinrichtung and the control device 4 4 verbunden. connected. Die Steuerungseinrichtung The control device 4 4 steuert den Mikrowellensender controls the microwave transmitter 2 2 , den Mikrowellenempfänger The microwave receiver 3 3 und die Elektromagneten and the electromagnets 8 8th . ,
  • Das zu untersuchende Objekt ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Gewebe des Patienten The object to be examined is in this embodiment, a tissue of the patient 1 1 . , Um eine Untersuchung durchzuführen, wird zunächst ein Kontrastmittel in das zu untersuchende Objekt eingebracht. To perform an investigation, a contrast medium is initially introduced into the object to be examined. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Kontrastmittel durch Injizieren in das Gewebe oder ein Blutgefäß eingebracht. In this embodiment, the contrast agent is introduced by injection into the tissue or a blood vessel. Der Mikrowellensender The microwave transmitter 2 2 sendet mittels des Antennenarrays sends by means of the antenna array 6 6 ein Mikrowellensignal in das Gewebe des Patienten a microwave signal into the tissue of the patient 1 1 . , Das Mikrowellensignal wird von dem Gewebe und/oder von dem Kontrastmittel gestreut. The microwave signal is scattered by the tissue and / or from the contrast agent. Zusätzlich kann eine Änderung der Polarisation des Mikrowellensignals durch das Kontrastmittel erfolgen. In addition, a change in the polarization of the microwave signal can be effected by the contrast agent. Das gestreute und evtl. in seiner Polarisation veränderte Mikrowellensignal wird von dem Mikrowellenempfänger The scattered and possibly changed in its polarization microwave signal by the microwave receiver 3 3 mittels des Antennenarrays by means of the antenna array 6 6 empfangen. receive.
  • Durch Aktivierung der Elektromagneten By activation of the electromagnet 8 8th wird eine Ausrichtung des Kontrastmittels im Magnetfeld erreicht. an alignment of the contrast agent is achieved in the magnetic field. Durch diese Ausrichtung verändern sich die Polarisationseigenschaften des Kontrastmittels. Through this orientation, the polarization properties of the contrast agent change. Das zuvor dargestellte Vorgehen wird für zumindest eine Feldstärke des Magnetfelds wiederholt. The approach presented above is repeated for at least a field strength of the magnetic field. Durch zusätzliche Wiederholungen bei unterschiedlichen Feldstärken des Magnetfelds kann die Genauigkeit weiter erhöht werden. By additional reps at different field strengths of the magnetic field, the accuracy can be further increased.
  • Die Steuerungseinrichtung The control device 4 4 bestimmt aus den empfangenen Mikrowellensignalen eine Mikrowellentomographie. determined from the received microwave signals, a microwave tomography. Da sich das Kontrastmittel nicht homogen in dem zu untersuchenden Objekt verteilt, sondern sich verstärkt in bestimmten Bereichen einlagert, wird eine Verbesserung der Genauigkeit insbesondere in diesen Bereichen erreicht. Since the contrast agent is not homogeneously distributed in the object to be examined, but intensified intercalates in certain areas, to improve the accuracy in particular in these areas is achieved. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei diesen Bereichen um besonders stark durchblutete Bereiche, welche auf die Anwesenheit von Tumoren schließen lassen. In this embodiment, it is in these areas have to be particularly strong blood ranges which suggest the presence of tumors. Auch die Detektion von anderen krankhaft veränderten Gewebeveränderungen ist so möglich. The detection of other diseased tissue changes is possible.
  • Bei dem Kontrastmittel handelt es sich um eine Substanz, welche gegenüber dem zu untersuchenden Objekt, hier dem menschlichen Gewebe, eine abweichende Leitfähigkeit und/oder Dielektrizitätskonstante und/oder Polarisationswirkung aufweist. When the contrast agent is a substance which has in relation to the object to be examined, in this case the human tissue, a different conductivity and / or dielectric constant and / or polarization effect. In diesem Ausführungsbeispiel ist insbesondere eine Biokompatibilität notwendig. In this embodiment, in particular a biocompatibility is required.
  • Die Verwendung des Kontrastmittels zur Erhöhung der Messgenauigkeit bei mikrowellenbasierten Untersuchungen ist auch ohne ein beteiligtes Magnetfeld möglich. The use of the contrast agent for increasing the measurement accuracy in microwave-based investigation is possible without a party magnetic field. Eine Polarisationsänderung findet dann nicht statt. A polarization change will not take place.
  • In In 2 2 wird die Strukturformel eines Beispiel-Kontrastmittels dargestellt. the structural formula of an example of contrast agent is represented. Bei dem Kontrastmittel handelt es sich um Gadolinium-Diethylentriaminopentaacetat (Gd-DTPA). The contrast agent is gadolinium Diethylentriaminopentaacetat (Gd-DTPA). D. h. D. h. ein dreifach positiv geladenes Gadolinium-Ion (Gd 3 + ) befindet sich in einer Komplexbindung mit Diethylentriaminopentaacetat (DTPA). a triply positively charged gadolinium ion (Gd 3+) is situated in a complex bond with Diethylentriaminopentaacetat (DTPA). Es handelt sich dabei um ein sehr stabiles biokompatibles Kontrastmittel. This is a very stable biocompatible contrast agent. Eine Komplexbindung von Diethylentriaminopentaacetat (DTPA) mit einem anderen paramagnetischen Metall-Ion ist ebenso möglich. A sequestering of Diethylentriaminopentaacetat (DTPA) with another paramagnetic metal ion is also possible.
  • Dabei ist an ein zentrales Stickstoffatom über eine Einfachbindung ein erstes Kohlenstoffatom gebunden. In this case, a first carbon atom is bound to a central nitrogen atom via a single bond. An das erste Kohlenstoffatom sind zwei Wasserstoffatome und ein zweites Kohlenstoffatom gebunden. To the first carbon atom, two hydrogen atoms and a second carbon atom are bonded. An das zweite Kohlenstoffatom ist mittels einer Zweifachbindung ein erstes Sauerstoffatom gebunden. To the second carbon atom of a first oxygen atom is bonded by a double bond. An das zweite Kohlenstoffatom ist weiterhin ein zweites Sauerstoffatom mittels einer Einfachbindung gebunden. To the second carbon atom of a second oxygen atom by a single bond remains bound. Das zweite Sauerstoffatom weist somit eine negative Ladung auf. The second oxygen atom thus has a negative charge.
  • An das zentrale Stickstoffatom sind weiterhin zwei identische Strukturen gebunden. two identical structures are still bound to the central nitrogen atom. Im Folgenden wird eine dieser Strukturen beschrieben. Below one of these structures is described. Mittels einer Einfachbindung ist ein drittes Kohlenstoffatom mit dem zentralen Stickstoffatom verbunden. By means of a single bond connected to a third carbon atom to the central nitrogen atom. Das dritte Kohlenstoffatom ist mit zwei Wasserstoffatomen und mittels einer Einfachbindung mit einem vierten Kohlenstoffatom verbunden. The third carbon atom is bonded to two hydrogen atoms and by means of a single bond with a fourth carbon atom. Das vierte Kohlenstoffatom ist mit zwei Wasserstoffatomen und mittels einer Einfachbindung mit einem zweiten Stickstoffatom verbunden. The fourth carbon atom is bonded to two hydrogen atoms and by means of a single bond with a second nitrogen atom.
  • Das zweite Stickstoffatom ist mittels einer Einfachbindung mit einem fünften Kohlenstoffatom verbunden. The second nitrogen atom is connected by a single bond to a fifth carbon atom. Das fünfte Kohlenstoffatom ist mit zwei Wasserstoffatomen und mittels einer Einfachbindung mit einem sechsten Kohlenstoffatom verbunden. The fifth carbon atom is bonded to two hydrogen atoms and by means of a single bond with a sixth carbon atom. Das sechste Kohlenstoffatom ist mittels einer Zweifachbindung mit einem dritten Sauerstoffatom verbunden. The sixth carbon atom connected by a double bond to a third oxygen atom. Das sechste Kohlenstoffatom ist weiterhin mittels einer Einfachbindung mit einem vierten Sauerstoffatom verbunden. The sixth carbon atom is further connected by means of a single bond with a fourth oxygen atom. Das vierte Sauerstoffatom weist somit eine negative Ladung auf. The fourth oxygen atom thus has a negative charge.
  • Das zweite Stickstoffatom ist weiterhin mit einem siebten Kohlenstoffatom verbunden. The second nitrogen atom is further connected to a seventh carbon atom. Das siebte Kohlenstoffatom ist mit zwei Wasserstoffatomen und einem achten Kohlenstoffatom verbunden. The seventh carbon atom is bonded to two hydrogen atoms and an eighth carbon atom. Das achte Kohlenstoffatom ist mittels einer Einfachbindung mit einem fünften Sauerstoffatom verbunden. The eighth carbon atom is connected by a single bond to a fifth oxygen atom. Das fünfte Sauerstoffatom ist mit einem Wasserstoffatom verbunden. The fifth oxygen atom is bonded to a hydrogen atom. Weiterhin ist das achte Kohlenstoffatom mittels einer Zweifachbindung mit einem sechsten Sauerstoffatom verbunden. Further, the eighth carbon atom by a double bond is connected to a sixth oxygen atom.
  • Die negativen Ladungen der Sauerstoffatome bilden mit einem dreifach positiv geladenen Gadolinium-Ion eine Komplexbindung. The negative charges of the oxygen atoms form a complex bond with a triply positively charged gadolinium ion. Alternativ können andere dreifach positiv geladene paramagnetische Ionen anstatt des Gadolinium-Ions eingesetzt werden. Alternatively, other triply positively charged paramagnetic ions may be used instead of the gadolinium ion. Beispielsweise können Eisen-Ionen, Aluminium-Ionen oder Technetium-Ionen eingesetzt werden. For example, iron ions, aluminum ions or Technetium ion can be used. Der Einsatz von Technetium ist jedoch insoweit nachteilhaft, dass Technetium leicht radioaktiv ist und damit eine Strahlenbelastung des zu untersuchenden Objekts hervorruft. However, the use of technetium is insofar disadvantageous that technetium is slightly radioactive, thereby producing a radiation exposure to the object being examined.
  • 3 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. shows a flow diagram of an embodiment of the inventive method. In einem ersten Schritt In a first step 30 30 wird das Kontrastmittel in das zu untersuchende Objekt eingebracht. the contrast agent is introduced into the object to be examined. Handelt es sich beispielsweise bei dem zu untersuchenden Objekt um menschliches Gewebe, wie in If, for example, in the examined object to human tissue, as in 1 1 dargestellt, so erfolgt das Einbringen durch Injizieren oder oral durch Schlucken. shown, the introduction is carried out by injection or orally by swallowing. In einem optionalen zweiten Schritt In an optional second step 31 31 wird das zu untersuchende Objekt gegenüber einer Antenne positioniert. the object to be examined is positioned relative to an antenna. Unterschiedliche Orte innerhalb des zu untersuchenden Objekts können so untersucht werden. Different locations within the object to be examined can be examined like that. Alternativ können unterschiedliche Orte innerhalb des zu untersuchenden Objekts durch den Einsatz eines Antennenarrays, wie in Alternatively, different locations may be within the object under examination by the use of an antenna array, as in 1 1 dargestellt, untersucht werden. be represented examined. In einem dritten Schritt In a third step 32 32 wird das zu untersuchende Objekt, bzw. werden bestimmte Orte innerhalb des zu untersuchenden Objekts mit Mikrowellensignalen beaufschlagt. is the object to be examined, or specific locations within the object to be examined are subjected to microwave signals.
  • In einem vierten Schritt In a fourth step 33 33 wird das Mikrowellensignal durch das zu untersuchende Objekt bzw. durch das Kontrastmittel gestreut und evtl. in seiner Polarisation verändert. the microwave signal is scattered by the examined object or by the contrast agent and possibly changed in its polarization. In einem fünften Schritt In a fifth step, 34 34 wird das gestreute und evtl. in seiner Polarisation veränderte Mikrowellensignal empfangen. is the scattered and possibly received microwave signal changed in its polarization. Der optionale zweite Schritt The optional second step 31 31 bis zu dem Schritt to the step 34 34 wird für unterschiedliche Orte innerhalb des zu untersuchenden Objekts wiederholt. is repeated for different locations within the object to be examined. In einem sechsten Schritt In a sixth step 35 35 wird aus dem empfangenen Mikrowellensignal bzw. den empfangenen Mikrowellensignalen eine Mikrowellentomographie bestimmt. a microwave tomography is determined from the received microwave signal and the received microwave signals.
  • Eine weitere Erhöhung der Genauigkeit kann durch das Anlegen eines Magnetfeldes bei Verwendung eines entsprechenden Kontrastmittels erreicht werden. A further increase in accuracy can be achieved by applying a magnetic field using an appropriate contrast agent. Dies ist anhand von This is based on 1 1 näher dargestellt. in more detail.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. The invention is not limited to the illustrated embodiment. Wie bereits erwähnt, können unterschiedliche Kontrastmittel eingesetzt werden. As already mentioned, different contrast agents can be used. Auch eine Untersuchung unterschiedlichster Objekte ist möglich. An investigation unterschiedlichster objects is possible. So ist auch die Materialprüfung ein denkbares Anwendungsfeld. Thus the material testing is a conceivable range of applications. Alle vorstehend beschriebenen Merkmale oder in den Figuren gezeigten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig vorteilhaft miteinander kombinierbar. All of the features or features shown in the figures described above are advantageous arbitrarily combined with each other in the invention.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
    • - DE 4433572 A1 [0004] - DE 4433572 A1 [0004]

Claims (21)

  1. Messvorrichtung mit einem Mikrowellensender ( Measuring device (with a microwave transmitter 2 2 ), einem Mikrowellenempfänger ( (), A microwave receiver 3 3 ), einer Steuerungseinrichtung ( (), A control device 4 4 ), einem Kontrastmittel, und einem Elektromagneten ( ), A contrast agent, and an electromagnet ( 8 8th ), wobei die Steuerungseinrichtung ( ), Wherein said control means ( 4 4 ) den Mikrowellensender ( ) The microwave transmitter ( 2 2 ), den Mikrowellenempfänger ( (), The microwave receiver 3 3 ) und den Elektromagneten ( ) And the electromagnet ( 8 8th ) steuert, wobei das Kontrastmittel in ein zu untersuchendes Objekt eingebracht ist, wobei der Elektromagnet ( ), Controls wherein the contrast agent is introduced into a subject to be examined object, wherein said electromagnet ( 8 8th ) das zu untersuchende Objekt mit einem Magnetfeld beaufschlagt, wobei das Kontrastmittel in Abhängigkeit der Stärke des Magnetfelds seine Polarisationseigenschaften ändert, wobei der Mikrowellensender ( ) Applied to the object under examination with a magnetic field, wherein the contrast agent as a function of the strength of the magnetic field changes its polarization characteristics, the microwave transmitter ( 2 2 ) ein Mikrowellensignal in das zu untersuchende Objekt sendet, wobei das zu untersuchende Objekt und das Kontrastmittel das Mikrowellensignal streuen, wobei das Kontrastmittel eine Polarisation des Mikrowellensignals verändert, wobei der Mikrowellenempfänger ( ) Sends a microwave signal in the examined object, wherein the object to be examined and the contrast agent diffuse the microwave signal, wherein the contrast agent changes a polarization of the microwave signal, wherein the microwave receiver ( 3 3 ) das gestreute und in seiner Polarisation veränderte Mikrowellensignal empfängt. ) Receives the scattered and changing in its polarization microwave signal.
  2. Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrowellensender ( Measuring device according to claim 1, characterized in that the microwave transmitter ( 2 2 ) und/oder der Mikrowellenempfänger ( () And / or the microwave receiver 3 3 ) nacheinander auf mehrere Orte innerhalb des zu untersuchenden Objekts fokussieren. ) Sequentially focus on more locations within the object to be examined.
  3. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung ( Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the control device ( 4 4 ) aus dem empfangenen Mikrowellensignal eine Mikrowellentomographie bestimmt. ) A microwave tomography determined from the received microwave signal.
  4. Verwendung eines Kontrastmittels in der mikrowellenbasierten Untersuchung eines Objekts, wobei das Kontrastmittel in das zu untersuchende Objekt eingebracht wird, und wobei das Kontrastmittel gegenüber seiner Umgebung in dem zu untersuchenden Objekt eine abweichende Permittivität und/oder Leitfähigkeit und/oder Polarisationswirkung aufweist. Use of a contrast agent in the microwave-based examination of an object, wherein the contrast agent is introduced into the examined object, and wherein the contrast agent from its surroundings in the examined object has a different permittivity and / or conductivity and / or polarization effect.
  5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmittel ein paramagnetisches Metall-Ion, bevorzugt ein Gadolinium-Ion (Gd 3 + ) oder ein Eisen-Ion (Fe 3 + ) oder ein Aluminium-Ion (Al 3 + ) oder ein Technetium-Ion (Tc 3 + ) beinhaltet. Use according to claim 4, characterized in that the contrast agent is a paramagnetic metal ion, preferably a Gadolinium ion (Gd 3+) or ferrous ion (Fe 3+) or aluminum ion (Al 3+) or a technetium ion (Tc + 3) includes.
  6. Verwendung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmittel eine Komplexbindung enthält. Use according to claim 4 or 5, characterized in that the contrast agent contains a complex bond.
  7. Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmittel Gadolinium und/oder eine Gadolinium-Verbindung und/oder Gadolinium-Diethylentriaminopentaacetat (Gd-DTPA) enthält. Use according to one of claims 4 to 6, characterized in that the contrast agent gadolinium and / or a gadolinium compound and / or gadolinium containing Diethylentriaminopentaacetat (Gd-DTPA).
  8. Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die polarisierende Wirkung des Kontrastmittels von einem angelegten Magnetfeld verstärkt oder abgeschwächt wird. Use according to one of claims 4 to 7, characterized in that the polarizing effect of the contrast agent is amplified or attenuated by an applied magnetic field.
  9. Verwendung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmittel die folgende Struktur aufweist: Use according to one of claims 4 to 8, characterized in that the contrast agent has the following structure:
    Figure 00130001
    wobei N ein Stickstoffatom, O ein Sauerstoffatom, H ein Wasserstoffatom und Gd3+ ein dreifach geladenes Kation von Gadolinium bezeichnen. wherein N is a nitrogen atom, O is an oxygen atom, H denote a hydrogen atom and Gd3 + a triply charged cation of gadolinium.
  10. Kontrastmittel zur Verwendung zur mikrowellenbasierten Diagnostik von Veränderungen in Gewebe, wobei das Kontrastmittel die folgende Strukturformel aufweist: Contrast agent for use in microwave-based diagnosis of alterations in tissue, wherein the contrast agent has the following structural formula:
    Figure 00130002
    wobei N ein Stickstoffatom, O ein Sauerstoffatom, H ein Wasserstoffatom und X 3+ ein dreifach geladenes Kation bezeichnen. wherein N is a nitrogen atom, O is an oxygen atom, H represents a hydrogen atom and X 3 + a triply charged cation call.
  11. Kontrastmittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass X 3+ ein paramagnetisches Metall-Ion, bevorzugt ein Gadolinium-Ion (Gd 3 + ) oder ein Eisen-Ion (Fe 3 + ) oder ein Aluminium-Ion (Al 3 + ) oder ein Technetium-Ion (Tc 3 + ) ist. A contrast agent according to claim 10, characterized in that X 3 + is a paramagnetic metal ion, preferably a gadolinium ion (Gd 3+) or ferrous ion (Fe 3+) or aluminum ion (Al 3+) or technetium ion (Tc 3 +) is.
  12. Kontrastmittel nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass X 3+ mittels einer Komplexbindung gebunden ist. A contrast agent according to claim 10 or 11, characterized in that X 3 + is bound by a complex bond.
  13. Kontrastmittel nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmittel gegenüber dem Gewebe eine abweichende Permittivität und/oder Leitfähigkeit und/oder Polarisationswirkung aufweist. having contrast agent according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the contrast agent compared with the fabric a different permittivity and / or conductivity and / or polarization effect.
  14. Kontrastmittel nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die polarisierende Wirkung des Kontrastmittels von einem angelegten Magnetfeld verstärkt oder abgeschwächt wird. A contrast agent according to any one of claims 10 to 13, characterized in that the polarizing effect of the contrast agent is amplified or attenuated by an applied magnetic field.
  15. Verfahren zur Untersuchung eines Objekts mit einem Mikrowellensender ( A method for scanning an object with a microwave transmitter ( 2 2 ), einem Mikrowellenempfänger ( (), A microwave receiver 3 3 ), einer Steuerungseinrichtung ( (), A control device 4 4 ) und einem Kontrastmittel, wobei der Mikrowellensender ( ) And a contrast medium, said microwave transmitter ( 2 2 ) und der Mikrowellenempfänger ( ) And the microwave receiver ( 3 3 ) von der Steuerungseinrichtung ( ) (By the control device 4 4 ) gesteuert werden, wobei die folgenden Schritte durchgeführt werden: – Einbringen des Kontrastmittels in das zu untersuchende Objekt; be controlled), wherein the following steps are performed: - introduction of the contrast agent into the object to be examined; – Senden eines Mikrowellensignals in das zu untersuchende Objekt durch den Mikrowellensender; - transmitting a microwave signal in the examined object by the microwave transmitter; – Streuen des Mikrowellensignals durch das zu untersuchende Objekt und durch das Kontrastmittel, und – Empfangen des gestreuten Mikrowellensignals durch den Mikrowellenempfänger ( (Receiving the scattered microwave signal by the microwave receiver - - scattering of the microwave signal by the object to be examined and by the contrast medium, and 3 3 ). ).
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zu untersuchende Objekt ein Gewebe eines Patienten ( A method according to claim 15, characterized in that the object to be examined (a patient's tissue 1 1 ) ist, dass das Kontrastmittel injiziert oder geschluckt wird, dass sich das Kontrastmittel in bestimmten Bereichen des Gewebes anreichert, und dass die bestimmten Bereiche Tumoren sind. ) Is that the contrast agent is injected or swallowed, that the contrast medium accumulate in certain areas of the fabric, and that the certain spaces tumors.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmittel ein paramagnetisches Metall-Ion, bevorzugt ein Gadolinium-Ion (Gd 3 + ) oder ein Eisen-Ion (Fe 3 + ) oder ein Aluminium-Ion (Al 3 + ) oder ein Technetium-Ion (Tc 3 + ) beinhaltet. The method of claim 15 or 16, characterized in that the contrast agent is a paramagnetic metal ion, preferably a Gadolinium ion (Gd 3+) or ferrous ion (Fe 3+) or aluminum ion (Al 3+) or a technetium ion (Tc + 3) includes.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmittel Gadolinium und/oder eine Gadolinium-Verbindung und/oder Gadolinium-Diethylentriaminopentaacetat (Gd-DTPA) enthält. A method according to any one of claims 15 to 17, characterized in that the contrast agent gadolinium and / or a gadolinium compound and / or gadolinium containing Diethylentriaminopentaacetat (Gd-DTPA).
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmittel gegenüber seiner Umgebung in dem zu untersuchenden Objekt eine abweichende Permittivität und/oder Leitfähigkeit und/oder Polarisationswirkung aufweist. A method according to any one of claims 15 to 18, characterized in that the contrast agent from its surroundings in the examined object has a different permittivity and / or conductivity and / or polarization effect.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein externes Magnetfeld angelegt wird, und dass das externe Magnetfeld eine polarisierende Wirkung des Kontrastmittels verstärkt oder abschwächt. Method according to one of claims 15 to 19, characterized in that an external magnetic field is applied, and that the external magnetic field amplifies a polarizing effect of the contrast agent or attenuates.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das externe Magnetfeld während der Untersuchung nacheinander zumindest zwei unterschiedliche Stärken annimmt. A method according to claim 20, characterized in that the external magnetic field at least adopts two different thicknesses in succession during the examination.
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